آشنایی با نحوه آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز و سه فاز
آشنایی با نحوه آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز و سه فاز
آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز و سه فاز از جمله مباحث بسیار شیرین و جذاب در رشته مهندسی برق و حوزه ی ماشین های الکتریکی می باشد که نیاز به قدرت تجسم فضایی، ظرافت و دقت فراوانی دارد ،شاید این مباحث درابتدا کمی دشوار و پیچیده به نظر آید اما در نهایت پس از یادگیری و کسب تجربه های بیشتر، جذابیت این مقوله به وضوح نمایان می گردد،ضمنا توصیه میکنیم پس از فراگیری و مطالعه مطالب مربوط به بخش تئوری آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز و سه فاز، به منظور تثبیت آموخته های خود حتما دوره های عملی را نیز بگذرانید.
موتورهای سه فاز بخش عظیمی از انرژی مکانیکی کارخانه ها و کارگاههای تولیدی را فراهم می‌کنند.
آشنایی با نحوه سیم پیچی موتورهای تک فاز و سه فاز
مقوله آموزش سیم پیچی موتور های سه فاز بیشتر در مراکز صنعتی مورد اهمیت قرار میگیرد و عموما کمتر پیش می آید که در چنین مراکزی از موتورهای تک فاز استفاده شود. با اینکه موتورهای تک فاز دارای مزایای فراوانی از قبیل ارزان بودن، نداشتن تجهیزات اضافی جهت راه اندازی، تولید توان بیشتر در حجم های یکسان، و همچنین قابلیت کنترل، تعمیر و نگهداری هستند، اما به منظور استفاده در مراکز بزرگ صنعتی چندان مناسب نیستند. به دلیل عدم دسترسی به برق سه فاز در اماکن مسکونی به ناچار از موتورهای تک فاز استفاده می شود. دراین محتوای آموزشی قصد داریم تا اصول و قواعد مربوط به آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز و موتورهای سه فاز را معرفی و تشریح نماییم.
بهتر است در آغاز به منظور بررسی آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز و سه فاز، تعاریف و محاسبات اولیه را به اختصار بیان کنیم.
الف) تعداد شیار(z): تعدا شیارهای داخل پوسته موتور که قابل شمارش می باشند.
ب) تعداد فازها (m): تعداد فازهای شبکه برقی که به موتور اتصال داده میشود و عمدتا برای آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز m=1 و برای موتورهای سه فاز m=3است.
پ) تعداد قطب های موتورها (p): اصولا تعداد قطب ها جهت آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز و سه فاز از پیش تعین شده می باشد. اما چنانچه مشخص نباشد میتوان از روی سرعت روتور که بر روی پلاک حک شده است تعداد قطب ها را تعیین کرد. همواره از روی مقدار سرعت روتور که کمتر از سرعت سنکرون است تعداد قطب لازم برای آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز و سه فاز قابل حصول است.
ت) گام قطبی(y): تعداد شیارهایی از سطح استاتور که توسط یک قطب پوشانده میشود را گام قطبی می نامند و برای آموزش سیم پیچی موتورهای سه فاز و تک فاز از رابطه زیر قابل محاسبه است.
و چندین تعریف دیگر که بهتر است از منابع و مراجع کامل موتورهای سه فاز و تکفاز مطالعه گردند.
دقت داشته باشید که موتورهای سه فاز در قالب یکی از دو نوع گام کامل و یا گام کسری سیم پیچی میشوند که در اینجا به تفکیک هر یک را مورد بررسی قرار میدهیم.
آموزش سیم پیچی گام کامل
چنانچه در سیم پیچی ابتدا و انتهای یک کلاف، اختلاف فاز 180درجه الکتریکی رعایت گردد و نیروی محرکه القایی بازوهای رفت و برگشت کلاف ها جمع جبری شوند سیم بندی را گام کامل می گویند. در این سیم بندی تعداد شیارهای موجود بین رفت و برگشت هر کلاف y شیار خواهد بود.
در این آموزش سیم پیچی گام سیم پیچی با گام قطبی برابر است و از رابطه زیر قابل محاسبه می باشد.
آموزش سیم پیچی گام کسری
اگر در آموزش سیم پیچی ابتدا و انتهای یک کلاف، اختلاف فازی کمتر از180 درجه الکتریکی وجود داشته باشد سیم بندی با گام کسری عنوان میشود. درگام کسری نیروی محرکه های الکتریکی بازوهای کلاف ها جمع برداری میشوند. چون جمع برداری از جمع جبری کمتر است، لذا نیروی محرکه موتور در سیم بندی گام کسری کاهش می یابد و توان موتور کاهش می یابد.به همین دلیل برای جبران کاهش نیروی محرکه، تعداد دور کلاف های موتور را به تناسب کوتاهی گام تقویت می کنند. در این سیم پیچی گام سیم پیچی از رابطه زیر محاسبه می شود.
آموزش سیم پیچی موتورهای تکفاز طرح دو فاز
آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز با راه انداز دائمی که به شکل طرح دو فاز، نیز اجرا می گردد. در این روش نصف شیارها را سیم پیچ اصلی و نصف دیگر را، سیم پیچ راه انداز یا سیم پیچ کمکی اشغال می کند. سیم پیچ کمکی یا سیم پیچ استارت با سیم پیچ اصلی، اختلاف فازی برابر با 90 درجه الکتریکی دارد. آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز نیز همانند موتورهای سه فاز، در سه مرحله طراحی و اجرامی گردد. انجام محاسبات مربوط به آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز، تشکیل جدول ، رسم دیاگرام و سربندی. شایان ذکر است که آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز طرح دوفاز را به دو صورت گام کامل و گام کسری، اجرا می کنند که در این محتوای آموزشی به هر دو مورد اشاره شده است.
آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز با توان هایی کمتر از یک اسب بخار، عمدتا با راه انداز لحظه ای طراحی می گردند. اتصال سیم پیچی راه انداز در این موتورها، پس از رسیدن سرعت گردش موتور به 75 % مقدار نامی، توسط رله های مغناطیسی یا کلید های گریز از مرکز از منبع تغذیه قطع شده و با سیم پیچی اصلی بار را به گردش درمی آورد. چون سیم پیچ استارت، در آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز، نقش راه اندازی موتور را ایفا می کند، زمان اتصال آن به شبکه برق، بسیار کوتاه است. از سوی دیگر هر چقدر که مقاومت اهمی سیم پیچ راه انداز در آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز خازن دار زیاد باشد، گشتاور راه اندازی نیز بیشتر خواهد بود. برای افزایش مقاومت سیم پیچ استارت، قطر سیم آن را کاهش می دهند. در عمل قطر سیم استارت در محدوده 40 الی 60 درصد قطر سیم پیچی اصلی انتخاب میشود. در محاسبه تعداد دور سیم پیچ استارت ولتاژ را تقریبا 20% کمتر از ولتاژ سیم اصلی در نظر میگیرند. این عوامل سبب میشود که سیم پیچی استارت نسبت به سیم پیچ اصلی تا حدودی آسیب پذیرتر باشد. به همین دلیل سیم پیچی موتورهای تک فاز به صورت متحدالمرکز انجام می شود، سیم پیچی استارت بر روی سیم های اصلی در داخل شیارها قرار میگیرد تا در صورت آسیب دیدن سیم پیچ، بتوان سیم پیچ استارت را تعویض کرد. کوتاه بودن زمان اتصال سیم پیچی استارت به منبع تغذیه باعث میشود که بیشتر شیارهای استاتور به سیم پیچ اصلی اختصاص داده شوند. به همین منظور دو سوم شیارهای استاتور را به سیم پیچ اصلی و یک سوم باقی را به سیم پیچ استارت اختصاص می دهند، تا در زمان کار از قسمت اعظم هسته در تولید توان بهره برداری شود. در آموزش سیم پیچی موتورهای های تک فاز با استارت موقت، به منظور ایجاد گشتاور قوی و برقراری حوزه دوار، اختلاف فاز الکتریکی سیم پیچی اصلی و استارت را، از لحاظ موقعیت مکانی، 90 درجه الکتریکی درنظر میگیرند. در عمل برای تأمین اختلاف فاز مناسب بین سیم پیچی های اصلی و استارت روش های متعددی وجود دارد.
آموزش موتور القایی تکفاز با خازن راه انداز دایم کار
خازن ها در انواع مختلفی از جمله دینامیکی و الکترولیتی وجود دارند که در راه اندازی موتورهای تک فاز نیز به کار گرفته میشوند. خازن های الکترولیتی، بیشتر برای راه اندازهای لحظه ای، مناسب می باشند. این خازن ها با ظرفیت هایی تا 200 میکروفاراد، مورد استفاده قرار میگیرند.در برخی از روش های آموزش سیم پیچی موتورهای تک فاز برای ایجاد اختلاف فاز بیشتر بین ولتاژ و جریان سیم پیچی های اصلی و کمکی از خازن در مسیر سیم پیچی کمکی به شکل سری بهره می گیرند که در ادامه برخی از معروف ترین مدل های استفاده از این روش را به اختصار معرفی می کنیم.
الف)در آموزش سیم پیچی موتور های تک فاز با راه اندازی دائم، از خازن های دینامیکی که به خازن های خشک نیز معروف هستند، استفاده میشود. ظرفیت این خازن ها، حدودا یک سوم خازن های الکترولیتی است.
ب) عمدتا در آموزش سیم پیچی انواع موتورهای تک فاز با خازن راه انداز، از خازن های الکترولیتی استفاده میشود که اغلب دارای ظرفیت زیادی می باشند تا در شروع راه اندازی، خازن راه انداز اختلاف فاز لازم را برای گردش موتور ایجاد کند.